水文调查分析报告

勺米乡营脚沟煤矿水文地质调查分析报告二〇一三年三月二十五日营脚沟煤矿水文地质调查报告一、矿井概况1.1井田位置水城县勺米乡营脚沟煤矿地处水城县南东，直距22km处，矿井建设规模为30万吨/年。矿区位于格目底向斜南西翼勺米井田和滥坝井田的接合部，主要在勺米井田浅部，位于30～32勘探线之间，矿区走向长约1.2km，倾向宽约0.6km，面积0.6809km²。矿区地理坐标为：东经104°50′43″～104°51′34″；北纬26°28′03″～26°28′35″。1.2地形地貌水城县勺米乡营脚沟煤地质构造较复杂，地形起伏变化大，地形走势与构造线方向基本一致，山势由西往东渐低，属低中山侵蚀地貌类型。区内最高点为矿区北部大营上山顶，海拔2092m，最低点为矿区南部巴拉河的河谷中，海拔1550m，相对高差约540m。1.3水系及其主要河流区内地表水系较发育，较大的巴拉河呈北西南东向沿煤系与玄武岩界线流经出区外，其年均流量为296.4l/s，枯水季节月平均流量为50l/s，最大洪水流量为34368l/s，其余水系多为季节性山间溪流多注入巴拉河。矿区最低侵蚀基准面为巴拉河，标高1550m，矿井最低排泄基准面标高1480m，降雨是地下水的主要补给来源。1.4环境状况及气候矿区属温凉湿润的高原亚热带季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，气候温和，雨量充沛，年平均气温12℃，年平均降雨量1100—1300mm。11月至次年2月为冰雪凌冻期，最低温度达-2℃。二、水文地质调查情况为严格执行国家有关法律法规、政策、《防治水规定》及上级行业主管部门的指导要求，准确掌握我矿水患情况，坚持执行好“不安全、不生产”原则，故此，经领导研究决定，已于2013年3月25日我矿矿长组织总工程师、地测科、安检科、生产科、技术科等负责人对全矿井进行了水害调查。其调查方式：以我矿水文地质资料、历年生产过程中收集水文资料、走访矿区农户等与实际现场进行调查。2.1水文地质资料区内地表水系较发育，较大的巴拉河呈北西南东向沿煤系与玄武岩界线流经出区外，其年均流量为296.4l/s，枯水季节月平均流量为50l/s，最大洪水流量为34368l/s，其余水系多为季节性山间溪流多注入巴拉河。矿区最低侵蚀基准面为巴拉河，标高1550m，矿井最低排泄基准面标高1480m，降雨是地下水的主要补给来源。2.1.1区域水文地质条件区域大致以水城为中心，包括其北部的大河边、南开、小河边、二塘和格目底5个含煤向斜以及这些向斜之间的石炭、二叠系地层组成威水、水杉、蟠龙等背向斜。区域出露地层由老至新有石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系及第四系。根据地层岩性的组合关系和岩层的富水性，作为划分含（隔）水岩组的依据。以碳酸岩为主的地层，岩石富水性强，含岩溶水，在区域内大面积分布，并控制着区域水文地质条件，为主要含水岩组；而以砂、泥岩互层为主构成的一套碎屑岩地层，岩石富水性弱，含裂隙水，在区域多呈带状分布，为隔水岩组。其中龙潭组和飞仙关组为弱裂隙含水组。2.1.2水文地质分区根据区域水文地质条件，含（隔）水层（组）的分布、地表水系、地表分水岭及地貌、构造特征等，区域水文地质分区为大致从野窝坪起，经双龙井至尖山坝一线为区域性的北西－南东向分布的地表分水岭。以此分水岭为界，可将整个区域划分为南、北两个大区。两个大区的地表水和地下水各自成系统，分别向南北分流。北部区属乌江水系，南部区属北盘江水系，两大区之间不发生水力联系。格目底矿区属于南部分区之格目底小分区，小分区周围一般皆有峨眉山玄武岩隔水组围绕而构成完整的隔水边界，因而每一个小分区可视为一个独立的水文地质单元。水城县勺米乡营脚沟煤矿位于格目底小分区水文地质单元内。2.1.3矿区水文地质特征地下水类型矿区内地下水类型主要为碳酸盐岩岩溶裂隙水和基岩裂隙水，其次为松散岩类孔隙水。含水岩组及其含水特征碳酸盐岩岩溶裂隙水含水岩组：主要为三叠系下统永宁镇组（T1yn），主要分布于矿区北部的山岭地带，地表岩溶较发育，含水层接受大气降水补给后，地下水通过岩溶裂隙、溶洞集中运移，含水性能好，由于抗风化力较强，地表多呈狭长反向陡崖、峭壁，不利于大气降雨的补给，排泄条件也较好，大气降水通过垂直岩溶裂隙补给含水层，并通过岩溶裂隙、溶洞汇集、径流和排泄，含较丰富的岩溶裂隙水，富水性较强。基岩裂隙水含水岩组：主要包括三叠系下统飞仙关组(T1f)和二叠系上统龙潭组（P3l）。由主要碎屑岩、粉砂岩、钙质砂岩，泥质粉砂岩及煤层组成，夹少量石灰岩。该岩组裂隙较发育，含少量裂隙水，富水性差。松散岩类孔隙水含水岩组：主要为第四系(Q)，矿区南部多为残积、坡积物覆盖，低洼处和沟谷中有洪积和冲积物堆积，厚度变化较大，0.2～20m，一般厚10m左右。地下水赋存条件差，枯季一般不含水，局部松散层厚度较大的地带，含少量孔隙水。断层破碎带裂隙水含水岩组：综合各勘探钻孔中揭露的正、逆断层来看，冲洗液的消耗和孔内水位，均与煤系基本一致，未见有异常现象。同时通过钻孔断层带进行了抽水试验，其单位涌水量均与煤系接近。由此可见断层导水性一般都是很弱的。2.1.4地下水的补给、径流、排泄条件矿区内的地下水主要靠大气降雨补给，以下地段是接受降雨补给最有利的地段：一是第四系较厚地段；二是断层破碎地段；三是滑坡体的岩石相通破碎地段；四是地表岩石风化破碎地段。这些地段接受降雨补给后，岩层的富水性变得相对较强，并在一定条件下可构成小范围的地下水循环，即就地补给，就地排泄。除上述在浅部作小范围的迳流循环之外，还有一部分继续往深部流动，在深部作大范围的迳流循环，它的运动和排泄，主要受矿区构造控制。这部分地下水多沿薄层隔水层层面流动，其流向大致与走向和倾向一致，深切的沟谷则是它的排泄区。这些以深切的沟谷为中心所构成的地表水系分布网，实际上以就是地下水的补、迳、排系统。矿区地下水的流向受岩性、构造的控制，总体向东迳流，排汇进入矿区南部的巴拉河中。2.1.5含水层间带及其与地表水的水力联系煤系和飞仙关组地下水的活动以沿岩层层面运动为主，垂直运动仅在风化带范围内占主要地位。由此，含水带间的水力联系在深部是不明显的，或者不存在水力联系。特别是飞关仙组与煤系间，有一层稳定的粘土泥岩相隔，使煤系与其上部各含水岩组不发生水力联系。煤系与茅口、栖霞组灰岩间有峨眉山玄武岩相隔，峨眉山玄武岩含水性极差，是较好的隔水层，由此，煤系与茅口、栖霞组灰岩不存在水力联系。水城县勺米乡营脚沟煤矿南部的巴拉河，其流经地段大部分是煤系和玄武岩。由此，对水城县勺米乡营脚沟煤矿的开采发生水力联系可能性小。其余沟谷，水量小，坡度又较陡，是大气降水和地下水的常年排泄通道，仅在暴雨后于排水过程中，对风化剧烈，岩石疏松地段的地下水有短时的补给，一般则无影响或影响范围极小。与煤系地层不存在水力联系。2.1.6断层导水性在矿区内断层F97及F98，其本身延伸较远较深，破坏性较大，沟通了其上覆含水岩组，含水性较强，虽在煤系地层中显示不含水特征，但煤层经大面积开采后引起塌陷，断层水也会随之而来。因此这类断层对矿床充水的影响较大。2.1.7矿井充水因素该矿是以大气降水为主的裂隙充水矿床，主要为顶板中所含裂隙水向巷道内渗漏，其次为老窑积水及采空区积水等。老窑充水因素根据调查，矿区内老窑的充水因素主要是龙潭组中的裂隙水，积水量较小。但目前老窑早已关闭，其采空区有少量积水，开采过程中应引起重视。其它充水因素在自然状态下，井田充水因素主要是龙潭组内所含的裂隙水。它通过煤层顶板中的裂隙直接向矿井或采空区充水。由于龙潭组的富水性弱，单位涌水量及渗透系数均极小，故将来矿井涌水量已不会太大。间接充水含水组飞仙关组第一段，在自然状态下对矿井充水影响已是很小的。井田内河流、溪沟虽然发育，且雨季流量较大，但在自然状态下是地下水补给河水，河流、溪沟是地下水的排泄地带，所以河流、溪沟水不是矿床充水的主要因素。井田内小窑虽多，但开采深度不大，其中多数不积水，少数有积水者积水量甚少，故对矿床充水影响不大。井田内发育的断层规模一般不大，其破碎带挤压紧密，富水性很微弱，导水性也较差。但在矿区内断层F97及F98，其本身延伸较远较深，破坏性较大，沟通了其上覆含水岩组，含水性较强，虽在煤系地层中显示不含水特征，但煤层经大面积开采后引起塌陷，断层水也会随之而来，故对矿床充水影响较大。2.2实际生产过程中及现场收集水文资料龙井水煤矿平硐泉水（用作附近农户及我矿生活水）9.25L/S；下降泉0.02L/S。龙井水煤矿（关闭）预计采空区积量9032m3。营脚沟煤矿（老矿已关闭）预计采空区积量2752m3。1022回风巷顶板淋水（地表渗透水、顶板含水层）0.001L/S。1630轨道石门迎头钻孔收集水（生产用水）0.5L/S。1021回风巷（地表渗透水、顶板含水层）0.001L/S。3181、2181采空区流水0.0025L/S。老系统回风平硐密闭处雨季出水量（除雨季外其它时间段枯水）0.017S/L。矿1630回风石门东部山沟雨季水流量约为26L/S。专用回风井上部1660.8m标高处有一小窑（已封闭），据调查得该小窑斜长62m、断面3.7㎡，预计最大涌水量为230m3/D。办公楼西部1658m标高处有一小窑（已封闭），据调查得该小窑斜长30m、断面4.2㎡，预计最大涌水量为126m3/D.原营脚沟煤矿（老井）老空水已在布置2182采煤工作面运输巷时有计划放空。1021采煤工作面：为M2煤层，底板为泥粉砂岩、细砂岩，其顶板为灰色粉砂岩、浅灰色微细晶结构石灰岩、暗灰色泥质粉砂岩、粘土岩及粉砂质粘土岩，其顶板有一层若含水层，在实际掘进过程结合相关资料综合分析，该采面顶板淋水量约为0.008L/S。1022（备采）采煤工作面：为M2煤层，底板为泥粉砂岩、细